题目内容

6．小明利用铅笔芯和鳄鱼夹制作了简易调光灯，装置如图甲所示．

（1）甲图中有一处明显错误是电流表正负接线柱接反了；改正后，闭合开关，改变鳄鱼夹M、N之间距离，发现灯泡亮度会发生变化，这一现象说明导体的电阻与导体的长度有关．
（2）小明用一个LED灯替换铅笔芯，与小灯泡串联后接入电路（如图乙）．闭合开关S1，发现LED灯亮而小灯泡L不亮．针对这种现象，同学们提出了以下猜想：
猜想一：小灯泡L处发生短路
猜想二：LED灯电阻很大导致电路电流很小
为了验证猜想，小组同学进行如下实验：
实验一：将一根导线并联在图乙电路中LED灯的两端，此时LED灯不亮，小灯泡L亮（填“亮”或“不亮”）．根据观察到的现象说明猜想一是错误的．
实验二：利用电流表和电压表，按图丙所示的电路对LED灯的电阻进行测量．闭合开关依次移动滑动变阻器的滑片，获得多组数据如表．
实验次数电压（伏）电流（毫安）电阻（欧）
11.412116.7
21.614114.3
31.816112.5
…………
实验二中，某次测量时电压表示数如图丁所示，此时电压表读数为2.3V，实验时滑动变阻器的滑片逐渐向b端移动（填“a”或“b”）．经分析，结果支持猜想二，从而导致小灯泡的实际功率太小（填“大”或“小”），不足以支持发光．

分析 （1）根据电流表的正确接法进行判断；导体的电阻与导体的长度、材料以及横截面积有关；
（2）实验一：若小灯泡L处发生短路，当将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端时，灯泡不会发光；
实验二：①根据电压表所选量程，可知其分度值，结合指针位置可得出此时电压表示数；
②根据串联分压和欧姆定律分析，从而确定滑动变阻器的变化；
③利用公式P=UI，结合表中的数据可做出计算．

解答 解：（1）根据实物图可知，电流表的正负接线柱接线错误；
闭合开关，改变鳄鱼夹M、N之间距离，即改变了导体的长度，发现灯泡亮度会发生变化，说明导体的电阻与导体长度有关；
（2）实验一：若小灯泡L处发生短路，当将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端时，电流流经导线，灯泡不会发光，但根据观察到的现象否定了猜想，说明小灯泡L发光；
实验二：①由图可知，电压表所选量程为0～3V，分度值为0.1V，则由指针位置可知此时电压表示数为2.3V；
②测定LED灯电阻，需要LED灯两端电压和流经LED灯电流的数值，猜想二：LED灯电阻很大导致电路电流很小，电流表不能显示读数，因此要减小滑动变阻器两端电压，即滑动变阻器的滑片向b端或右端移动；
③由表中数据可知，当电压为1.4V时，电路中的电流为12mA=0.012A，
则LED灯的消耗的电功率为：P=UI=1.4V×0.012A=1.68×10-2W；
由表中数据可知，当电压为1.8V时，电路中的电流为16mA=0.016A，
则LED灯的消耗的电功率为：P′=U′I′=1.8V×0.016A=2.88×10-2W；
故由实验可知，电路中电流太小，从而导致小灯泡实际功率太小，不足以支持发光．
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反了；长度；  （2）实验一：不亮；亮；实验二：2.3；b；小．

点评 此题是综合探究实验题，考查了电路的故障分析、电压表的读数、欧姆定律、电功率的计算等多个知识点，难易程度适中．

练习册系列答案
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8．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小明让钢球从斜面上由静止释放，钢球下滑后撞击水平面上的木块．请回答下列问题：

（1）钢球进入水平面时的动能是由重力势能转化来的，实验时通过木块移动的距离来比较动能大小．
（2）从表中数据可以看出，小让质量不同的钢球从相同高度由静止下滑，使钢球到达水平面时的速度相同，从而探究动能与质量关系．
实验次数钢球的质量m/g钢球的高度h/cm木块滑行距离s/cm
1202030
2402058
36020
（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球的释放高度．你认为应当采用甲（选填“甲”、“乙”或“丙”）的建议．
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17．有一阻值恒定的电阻元件，额定功率P额=8W，额定电压在15V-20V之间．若要正确使用该元件，应先知道其额定电压．实验室里有如下器材：一个蓄电池（电压约为6V）、一个电流表（量程：0-0.6A和0-3A）、一个最大阻值已知为R0的滑动变阻器，一个单刀开关、导线若干．请你用上述器材测出该元件的额定电压．
（1）设计实验：
a．为提高测量的精确度，电流表应选量程0-0.6A．
b．根据实验器材请把你设计的电路图画在方框中．
（2）进行实验：请按照你设计的电路图补全以下实验步骤，并写出测量的物理量及其对应的符号．
a．连接电路；
b．断开S，滑动变阻器移到最大值，记下电流表示数I1；
c．闭合S，滑动变阻器移到最大值，记下电流表示数I2；
d．断开开关，整理器材．
（3）用测量的物理量和已知物理的符号表示出额定电压：U额=$\sqrt{\frac{{P}_{额}{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}}$．
14．一天晚饭后，孙青同学在帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒．他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干．妈妈见状拿了另一块干抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的是抹布是棉布做的，你手里的抹布是涤纶的，他不禁想到了一个问题并进行如下的探究．
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（2）猜想与假设：布的吸水能力可能跟布料的种类有关．
（3）所需的器材：三个形状和大小相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布、纤维各一块，足量的水．
（4）主要步骤：将三个烧杯中倒入等量的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出．
（5）孙青将现象记入表中，根据实验现象可知吸水能力最强的是棉布料．
布料种类涤纶麻棉
杯中所剩水量最多较少最少
1．某品牌汽车使用一段时间后，日行灯的反光碗上面部分就开始发白，影响反光效果．
（1）初步探究
【猜想】日行灯工作时的高温使反光碗表面物质熔化后变白．
【查阅资料】反光碗材料为表面镀铬的团状模塑料，它的耐热性比一般工程塑料好，热变形温度为200～280℃，可长期在130℃下使用．铬的熔点为l800℃．
【实验】该灯正常工作时，每20min测一次反光碗发白处附近的温度，发现温度逐渐升高，3h后保持在75℃左右．
上述实验中需用到的测量仪器有温度计和秒表．
【分析评价】上述获取的证据能否支持猜想并说明理由：不能支持猜想，因为75℃没有达到反光碗内物质的熔化温度．
（2）进一步探究
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【提出假设】反光碗上面部分发白是由于松香先挥发再凝华产生的．
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11．来到大南门的古城墙上，细心的小科发现，古人在建造城墙是砖块都是平放的，很少竖放．老师解释：竖放的砖容易翻到，而平放的砖不容易翻到，平放的砖比竖放的砖更加稳定．我们把物体的稳定程度叫做稳度．
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实验一：他找到了几个完全相同的物体，给它们安装上不同面积的底座进行实验，实验结果如下：
底座的面积（cm2）200400800
稳度  差一般好
实验二：他找到了一些形状完全相同但重心高度不同的几个物体进行实验，实验结果如下：
重心离地面的高度（cm）102040
稳度好一般差
通过这两个实验，他验证了自己的猜想并得出了结论．在实验中，他还发现，所谓底面积，不一定是物体与地面的接触面积，而是物体的“底”在地面中所围成的面积．如：照相机的三脚支架与地面所围成的三角形的面积．
（1）通过实验一的研究，我们可以得到的结论是物体的底面积越大时，稳定的程度越好．
（2）这一结论在日常生活中有何应用？请举一例．
18．在学习了电学知识后，同学们尝试“设计电路和编制习题”，老师提供了以下器材：电源、两个“12V 18W”的电阻和若干开关、导线．
（1）小刚第一个完成设计，他设计的电路如图所示．他编制的试题是：“在图（1）所示的电路中，闭合开关S1，通电5min产生多少热量？”请你解答此题．
（2）小吴思考一会儿，设计了能提供两种功率工作的电路．他编制的试题是：“在小刚设计的电路上再加一个开关，使电路能以两种功率工作，其大、小功率之比是2：1．”
请你在原图（1）中完成小刚的设计，并将电路大小功率之比填入空格中．
（3）小王经过认真思考后用了三个开关，设计了能提供三种功率工作的电路．请你在图（2）的虚框内电路的基础上，画出小王所设计的电路图．
15．小红在探究凸透镜成像规律的实验中，选择了焦距为10cm的凸透镜．她将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏依次固定在光具座上，如图所示．在保持蜡烛和光屏的位置不变的条件下，为了在光屏上得到烛焰放大的像，小红应将凸透镜向左移动（选填“左”或“右”），这一实验现象可以说明幻灯机成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）；若点燃的蜡烛与凸透镜间距离小于10cm，小红应该在光屏（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察成像．
16．小明通过实验探究凸透镜成像规律．
（1）小明将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上的适当位置，把点燃的蜡烛置于凸透镜的左侧，光屏置于凸透镜的右侧．调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在同一高度；
（2）将蜡烛移到适当位置，改变光屏在光具座上的位置，直到光屏上呈现清晰倒立、缩小的实像，此时蜡烛到凸透镜 的距离一定大于20 cm，这个实验现象可以说明照相机的成像特点；（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）
（3）将蜡烛向远离凸透镜方向移动，要接收到蜡烛清晰的像，光屏应向靠近凸透镜方向移动．（选填“靠近”或“远离”）

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